纤薄时代来临——引领下一代触控板设计的 MEMS 压力传感器

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在之前两篇关于MEMS压力传感器系列的博文中,我详细阐述了这些微小的硅基器件如何展现卓越的灵敏度;此外,其几乎可以放置在任何厚度不超过两英寸的材料下面,非常适合耳塞等需要极小外形尺寸的产品。对于这些产品,尺寸、低功耗和可靠性对设计至关重要。
 
笔记本电脑触控板是MEMS压力传感器的又一理想应用领域。借助这些传感器,触控板不仅能够在厚度上远胜于当前的解决方案,更能提供与现有产品相媲美的多功能手势功能。点击视频,了解Qorvo SensorFusion™ 如何改变触控方式,并提升最终用户的体验~
 
触控板里都有些什么?
 
尽管触控板看起来与笔记本盖板浑然一体,但它实际上是安装在盖板下面的一个独立设备。如今,只有少数几家主要供应商为各大笔记本电脑零售商提供触控板。
 
今天的大多数触控板都由定位感应功能(触控板衬板)和用于实现点击功能的机械致动器组成。电容感应提供位置信息,就像目前的触摸屏一样。借助电容感应,我们能够利用各种不同的手势来控制笔记本电脑——如单指操作定位光标,双指滑动和移动地图等对象,以及三指或多指滑动至其它工作区或屏幕。
 
点击功能的实现则依赖于机械致动器;它是一个横跨触控板表面的机械臂,按下时会闭合电路。您可以注意到这种机械臂如何影响点击功能:在触控板的底部,点击运动较短,因此需要的力量也较小;而在触控板的顶部则相反。
 
事实证明,机械臂与致动器的组合使得触控板需要一定的厚度,这无疑给追求产品轻薄化的笔记本电脑设计师和制造商带来了挑战。尽管轻薄已成为笔记本电脑的发展趋势,但由致动器臂决定的触控板厚度仍然是限制产品进一步轻薄的一个关键因素。
 
MEMS压力传感器
实现超强功能、超纤薄触控板
 
MEMS压力传感器非常小巧,每边长约1毫米。它们如同其它表面贴装电子器件一样安装在PCB上,因此制造工艺已非常成熟。由于其能够感测到小至几纳米的表面挠曲,因此触控板的表面行程可以非常短。
 
如今的触控板表面必须具有足够的柔韧性,才能在按压时移动机械致动臂。借助MEMS压力传感器,可以选用更硬的材料,从而让产品更薄。这就为设计人员带来令人难以置信的自由度;他们可以采用几乎任何材料来制造触控板——从玻璃、铝、钛,到耐用的透明塑料。此外,轻薄的优势还让制造商和产品设计师拥有更大灵活性;他们可以将笔记本电脑做得更纤薄、增加更多功能、增大电池尺寸,或同时实现所有这些目标。
 
PC制造商一直在探索各种方法,以期获得产品的差异化,而美观往往是其最终着眼点。MEMS压力传感器为触控板设计人员带来了新颖的选项,使他们能够塑造出独具一格的外观,从而与竞争对手区分开来,并为PC制造商提供差异化功能。
 
这一方法开启了一个极为独特的可能性,即创建功能更为强大的笔记本电脑顶板。由此,顶板不再需要为触控板预留开孔,而是令整个位于键盘下方的表面形成一个整体;触控板基本上被隐藏起来。
 
此外,MEMS压力传感器还允许设计人员在笔记本电脑顶板位置添加更多功能,且仅需在需要添加新按钮的位置放置传感器即可,而无需物理开孔或额外的机械加工。对于触控板和笔记本电脑盖板来说,MEMS压力传感器推动了新的设计实验与探索。
 
MEMS压力传感器可以检测到不同程度的压力。这种模拟压感能让用户自定义所需的按压力度,无论是单级还是多级按压;多级按压还可以映射至不同的功能。因此,不同于目前触控板上的左右按钮,它可以根据在触控板上施加的力度启用多级功能;例如,轻按可激活一项功能,较重的按压可选择一个参数,最重的压力可改变该参数。创新的应用功能仅凭单个传感器即可轻松实现。
 
MEMS压力传感器
 
使用MEMS压力传感器
 
Qorvo的MEMS压力传感器赋予触控板工程师前所未有的创新设计自由。他们可以在任何表面,使用任何材料来实现功能,摆脱了目前常用机械部件的束缚,让设计更轻薄、简约。这些传感器为设计人员提供了全新的灵活性和自由度,使他们能够为触控板和笔记本电脑顶盖探索新颖、独特的创意。
 
MEMS压力传感器是面向下一代设计的理想之选。细致的集成取决于多个因素:位置、灵敏度、覆盖材料、软件,以及可能使用的其它技术;这些对于传感器在设计中的成功集成十分重要。因此,在考虑选用MEMS压力传感器进行设计时,务必咨询制造商以确保设计的成功。制造商可以提供针对设计的专业见解,帮助工程人员选择合适的器件并将其集成至产品中,以实现他们所追求的成功。
 
Qorvo带来灵敏度极高的MEMS压力传感器;其非常小巧、可预测且功耗低,可实现低成本、高可靠的触控板设计。Qorvo 还能提供端到端的设计专业知识和协助、仿真能力及软件集成服务,帮助工程师实现产品创新。
 

文章转载自Qorvo半导体微信公众号

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